Geum.ru

Тема Информатика и вычислительная техника

Вид материалаДокументы

Содержание


Информационные технологии
Свойства и единицы измерения информации
Классификация информации
Понятие о программном обеспечении
Прикладная программа
Примеры прикладного ПО
Понятие об архитектуре ЭВМ
Системный блок
Основные характеристики и типы внутренней и внешней памяти ЭВМ
Внешние устройства хранения информации
Накопитель на жестких магнитных дисках
Подобный материал:
Тема 2. Информатика и вычислительная техника

(6 часов)

    1. Определение информатики.
    2. Свойства и единицы измерения информации.
    3. Понятие о программном обеспечении.
    4. Основные этапы обработки информации на ЭВМ.
    5. Понятие об архитектуре ЭВМ.
    6. Системный блок.
    7. Основные характеристики и типы внутренней и внешней памяти ЭВМ.



    1. Основные определения информатики

Информатика — наука о способах получения, накоплении, хранении, преобразовании, передаче и использовании информации. Она включает дисциплины, так или иначе относящиеся к обработке информации в вычислительных машинах и вычислительных сетях: как абстрактные, вроде анализа алгоритмов, так и довольно конкретные, например, разработка языков программирования.

Информационные технологии (ИТ, IT) — широкий класс дисциплин и областей деятельности, относящихся к технологиям управления и обработки данных, в том числе, с применением вычислительной техники.

    1. Свойства и единицы измерения информации

В настоящее время не существует единого определения термина информация. Информация — в широком смысле абстрактное понятие, имеющее множество значений, в зависимости от контекста. В узком смысле этого слова — сведения (сообщения, данные) независимо от формы их представления.

Качество информации - степень её соответствия потребностям потребителей. Свойства информации являются относительными. Выделяют следующие свойства, характеризующие качество информации:

Классификация информации


Информацию можно разделить на виды по нескольким признакам.

По способу восприятия
  • визуальная;
  • аудиальная;
  • тактильная;
  • обонятельная;
  • вкусовая.

По форме представления
  • текстовая;
  • числовая;
  • графическая;
  • звуковая;

По предназначению
  • массовая;
  • специальная;
  • личная.

Кодирование информации - это правило, описывающее отображение одного набора знаков в другой набор знаков. Тогда отображаемый набор знаков называется исходным алфавитом, а набор знаков, который используется для отображения, – кодовым алфавитом, или алфавитом для кодирования.

Взаимосвязь символов исходного алфавита с их кодовыми комбинациями составляет таблицу кодов.

В вычислительной технике система кодирования основана на представлении данных последовательностью всего двух знаков: 0 и 1. Эти знаки называются двоичными цифрами, или битами (binary digital). Последовательностью битов можно закодировать текст, изображение, звук или какую-либо другую информацию. Такой метод представления информации называется двоичным кодированием.

В информатике часто используется величина, называемая байтом (byte) и равная 8 битам. При кодировании каждому символу соответствует своя последовательность из восьми нулей и единиц, т.е. байт. Соответствие байтов и символов задается с помощью таблицы, в которой для каждого кода указывается свой символ. Так, например, в широко распространенной кодировке Koi8-R буква "М" имеет код 11101101, буква "И" -- код 11101001, а пробел -- код 00100000. Наряду с байтами для измерения количества информации используются более крупные единицы:

1 байт = 8 бит

1 Кбайт = 1024 байт

1 Мбайт = 1024 Кбайт = 220 байт

1 Гбайт = 1024 Мбайт = 230 байт

1 Тбайт = 1024 Гбайт = 240 байт

1 Пбайт = 1024 Тбайт = 250 байт

    1. Понятие о программном обеспечении

Программное обеспечение — совокупность программ системы обработки информации и программных документов, необходимых для эксплуатации этих программ.

ПО принято по назначению подразделять на системное и прикладное, а по способу распространения и использования на коммерческое, открытое и свободное.

Системное ПО — это комплекс программ, которые обеспечивают эффективное управление компонентами вычислительной системы, такими как процессор, оперативная память, каналы ввода-вывода, сетевое оборудование, выступая как «межслойный интерфейс» с одной стороны которого аппаратура, а с другой приложения пользователя. Системное ПО не решает конкретные прикладные задачи, а лишь обеспечивает работу других программ, управляет аппаратными ресурсами вычислительной системы и т.д.

К прикладному программному обеспечению относятся программы, написанные для пользователей или самими пользователями. Прикладная программа или приложение — программа, предназначенная для выполнения определенных пользовательских задач и рассчитана на непосредственное взаимодействие с пользователем. В большинстве операционных систем прикладные программы не могут обращаться к ресурсам компьютера напрямую, а взаимодействуют с оборудованием и проч. посредством операционной системы.


Примеры прикладного ПО:



    1. Основные этапы обработки информации на ЭВМ

Информационный процесс - процесс получения, создания, сбора, обработки, накопления, хранения, поиска, распространения и использования информации.

Так как материальным носителем информации является сигнал, то реально это будут этапы обращения и преобразования сигналов (см. рис.).



Рисунок. Основные информационные процессы


Данными называют факты, сведения, представленные в формализованном виде (закодированные), занесенные на те или иные носители и допускающие обработку с помощью специальных технических средств.

Обработка данных предполагает производство различных операций над ними, в первую очередь арифметических и логических, для получения новых данных, которые объективно необходимы.

На этапе хранения информацию записывают в запоминающее устройство для последующего использования. В качестве единицы хранения данных принят объект переменной длины, называемый файлом.

Файл – это последовательность произвольного числа байтов, обладающая уникальным собственным именем.

Обычно в отдельном файле хранят данные, относящиеся к одному типу. В этом случае тип данных определяет тип файла.

Имя файла состоит из двух частей: собственно имени и расширения файла. Например:

winmine.exe

В зависимости от расширения все файлы делятся на две большие группы: исполняемые и неисполняемые.

Исполняемые файлы – это такие файлы, которые могут выполняться самостоятельно, т.е. не требуют каких-либо специальных программ для их запуска. Имеют следующие расширения:

exe – готовый к исполнению файл (tetris.exe; winword.exe);

com – файл операционной системы (command.com);

sys – файл операционной системы (Io.sys);

bat – командный файл операционной системы MS-DOS (autoexec.bat).

Неисполняемые файлы для запуска требуют установки специальных программ. Вот несколько примеров:






Хранение файлов организуется в иерархической структуре, которая в данном случае называется файловой структурой. В качестве вершины структуры служит имя носителя, на котором сохраняются файлы. Далее файлы группируются в каталоги (папки), внутри которых могут быть созданы вложенные каталоги (папки).

Имена внешних носителей информации.

A: – дисковод для дискет;

C:, D:, E: – логические диски винчестера;

F: – дисковод для компакт-дисков.

Пример записи полного имени файла:

<имя носителя>\<имя каталога-1>\…\<имя каталога-М>\<собственное имя файла>

Вот пример записи двух файлов, имеющих одинаковое собственное имя и размещенных на одном носителе, но отличающихся путем доступа, то есть полным именем:

D:\Документы\Сведения о студентах\2008—09 учебный год\Результаты аттестации.doc

D:\Деканат\Аттестация студентов\Результаты аттестации.doc

    1. Понятие об архитектуре ЭВМ

Под архитектурой компьютера понимаются его логическая организация, структура, ресурсы, то есть средства вычислительной системы, которые могут быть выделены процессу обработки данных на определенный интервал времени. В основу архитектуры современных персональных компьютеров положен магистрально-модульный принцип.

Обмен информацией между отдельными устройствами компьютера производится по образующим магистраль трем многоразрядным шинам (многопроводным линиям связи), соединяющим все модули, – шине данных, шине адресов, шине управления.

    1. Системный блок

Конструктивно современный персональный компьютер состоит из четырех основных компонентов, которые образуют его базовую конфигурацию:

• системного блока, в котором размещаются устройства обработки и хранения информации;

• дисплея;

• клавиатуры;

• манипулятора мышь.

В системном блоке размещаются основные элементы компьютера, необходимые для выполнения программ:

• микропроцессор (МП), или центральный процессор;

• память внутренняя и внешняя;

• контроллеры (адаптеры);

• системная плата.
    1. Основные характеристики и типы внутренней и внешней памяти ЭВМ

В компьютерах для хранения информации выделяют следующие основные типы памяти: внутренняя память, кэш-память и внешняя память.

Внутренняя память предназначена для оперативного хранения и обмена данными, непосредственно участвующими в процессе обработки. Конструктивно она исполняется в виде интегральных схем (ИС) и подразделяется на два вида:

• постоянное запоминающее устройство (ПЗУ);

• оперативное запоминающее устройство (ОЗУ).

Кэш-память используется при обмене данными между микропроцессором и оперативной памятью для компенсации разницы в скорости обработки информации процессором и несколько менее быстродействующей оперативной памятью.

Внешняя память используется для долговременного хранения больших объемов информации. В качестве устройств внешней памяти наиболее часто применяются:

• накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД)

• накопители на гибких магнитных дисках (НГМД)

• накопители на оптических дисках

Внешние устройства хранения информации

Основными характеристиками всех внешних устройств хранения информации являются:

1. Информационная емкость – выражается в мегабайтах и гигабайтах.

2. Время доступа к информации – измеряется в миллисекундах (мс).

3. Скорость чтения и записи информации – выражается в Мбайт/с.

Накопители на гибких магнитных дисках или дискеты. Различают 3,5 – дюймовые и 5,25 – дюймовые дискеты (сейчас не используются). Их информационный объем составляет 1,44 Мб и 1,2 Мб соответственно. Для считывания информации с дискеты необходимо специальное устройство – дисковод.

Накопитель на жестких магнитных дисках или винчестер – емкость 80 Гб – 1 Тб.

Накопители на оптических дисках.

CD-ROM - оптический диск (компакт-диск), изготавливаемый на поточном производстве с помощью штамповочных машин и предназначенный только для чтения. Емкость CD достигает 780 Мбайт.

CD-R - однократная запись и чтение. Емкость 700 Мбайт.

CD-RW - многократная запись и чтение. Емкость 700 Мбайт.

Для того чтобы прочитать или записать информацию на один выше перечисленных CD-дисков, необходим соответствующий CD-дисковод.

Дисковод CD-ROM – позволяет только считывать информацию с любых CD-дисков.. Дисковод CD-R – прочитать и записать, а дисковод CD-RW не только читает, но и перезаписывает (стирает информацию и записывает поверх нее новую). Дисководы различаются скоростью чтения/записи/перезаписи (последнее только для CD-RW) и размером кэш.

Накопители DVD могут хранить в 26 раз больше данных по сравнению CD-ROM.

Стандартный односторонний однослойный диск может хранить 4,7 Gb данных. Но DVD могут изготавливаться по двухслойному стандарту, который позволяет увеличить количество хранимых на одной стороне данных до 8,5 Gb.

Кроме этого, диски DVD бывают двухсторонними, что увеличивает емкость диска до 17 Gb. Правда, чтобы считать DVD-диск, необходимо новое устройство (DVD-ROM), но технология DVD совместима с технологией CD, и привод DVD-ROM читает и диски CD-диск, причем разных форматов.

Одновременно стали развиваться сразу несколько стандартов записи DVD, предложенные разными компаниями-разработчиками:

DVD-R - Один из первых появившихся стандартов записи DVD, разрабатывался главным образом под бытовые нужды хранения видео и звука, поэтому диски DVD-R наиболее совместимы с бытовыми DVD проигрывателями.

DVD-RW - Стандарт, дополнивший обычный DVD-R и позволяющий записывать многоразовые DVD-RW диски.

Формат записи у дисков DVD-R и DVD-RW одинаковый, единственное их отличие в применении другого отражающего слоя. Для DVD-RW дисков используется материалы, способные многократно менять свои свойства под воздействием лазера. Обычно, болванки DVD-RW можно перезаписывать до 1000 раз. Из-за применения отражающего слоя с другими свойствами, совместимость таких дисков с бытовыми DVD проигрывателями ухудшилась.

DVD+RW - Стандарт появился значительно позднее DVD-RW, но, несмотря на это, он имеет большой успех на рынке. Только диски формата DVD+RW поддерживают запись в несколько приемов, и поэтому любую часть диска можно переписать заново. Это делает более совершенной систему коррекции ошибок - если сектор плохо записался, он просто переписывается заново. Стандарт DVD+RW имеет наилучшую совместимость с компьютерными DVD-ROM приводами. Совместимость с бытовыми DVD проигрывателями лучше, чем у DVD-RW стандарта, но хуже, чем у DVD-R.

DVD+R - Стандарт появился только в 2002 году, за основу взят, конечно, формат DVD+RW, но коррекция ошибок, по понятной причине, здесь работать не будет. Прожиг дисков DVD+R может оказаться «не по зубам» старым приводам DVD+RW, выпущенным до 2002 года. Совместимость с бытовыми DVD проигрывателями еще лучше, чем у DVD+RW стандарта, но по-прежнему хуже, чем у DVD-R.

DVD-RAM - Этот формат существенно отличается от других. Он более других подходит для компьютерного применения, и соответственно, менее всех совместим с бытовыми DVD проигрывателями. На болванки DVD-RAM еще при производстве наносятся метки, обозначающие начала секторов. Такие болванки можно форматировать в обычные файловые системы, например FAT32.

Подводя итог, можно сказать, что использование DVD-RAM дисков возможно только на специфичной аппаратуре, и рекомендуется только тогда, когда это действительно необходимо. Диски DVD-RW лучше обходить стороной, а если необходима многократная запись, то использовать DVD+RW. Из одноразовых дисков более предпочтительными являются DVD+R, однако, если необходимо обеспечить максимальную совместимость с бытовыми DVD проигрывателями, то следует использовать DVD-R


Контрольные вопросы:
    1. Что такое информатика?
    2. Что такое информация?
    3. Перечислите свойства информации.
    4. Составьте логическую схему «Классификация информации».
    5. Что такое кодирование информации?
    6. Составьте таблицу «Единицы измерения информации».
    7. Составьте логическую схему «Классификация программного обеспечения».
    8. Приведите примеры прикладных программ (название программы, ее назначение).
    9. Что такое файл?
    10. Приведите примеры расширений имен файлов.
    11. Приведите примеры записи имени файла и полного имени файла.
    12. Из чего состоит современный ПК?
    13. Назначение внутренней и внешней памяти.
    14. Составьте таблицу «Емкость внешних устройств хранения информации»:




Диск
Емкость (б)